Расчет величин радиусов кривых в плане

При проектировании а/д для обеспечения безопасности, удобства и экономичности движения с расчетными скоростями следует назначать такие радиусы кривых в плане, при кот. По возможности обеспечивается меньшее значение коэффициента поперечной силы µ. На авто, движущееся по криволинейному участку, действует центробежная сила: C=mυ²/R, где m-масса авто, υ-скорость авто, R-радиус.

Центробежная сила перпендикулярная направлению движения оказывает на авто опрокидывающее и сдвигающее воздействия. Перераспределят давление между левыми и правыми колесами и вызывает явление бокового увода шин; она осложняет управление автомобилем. На кривых малых радиусов увеличивается расход топлива и износ шин.В ночное время проезд криволинейных участков осложняется тем, что свет фар освещает дорогу на меньшее расстояние, чем на прямых участках. Чем меньше радиус, тем сильнее проявляются эти факторы. При движении по кривой на авто действуют две силы, приложенные к его ц.т. : центробежная сила с направлением во внешнюю сторону закругления и G- вес авто. Проектируя об силы на направление поперечного уклона проезжей части получим: У= Ccosα±Gsinα; У=(mυ²/R)cosα±mgi, где У-результативная сила, стремящаяся сдвинуть авто с дороги, называемая поперечной силой. Знак «+» или «-» для составляющей веса авто зависит от направления поперечного уклона дороги. Угол α незначителен и можно считать, что cosα=1, а sinα=tgα=i_п, тогда У=mυ²/R± mgi. Делим все составляющие уравнения на вес: У/G=υ²/gR±i, где У/G=µ - коэф. поперечной силы. Если задаваться допустимыми значениями µ, то можно определить радиус круговой кривой: R=υ²/g(µ±i). Предельные допустимые значения коэф-та поперечной силы зависят при проезде кривой малого радиуса от поперечной силы, стремящейся сдвинуть авто с дороги или опрокинуть его, затрудняет движение в рамках управления, снижает комфортабельность поездки, создает дополнительное сопротивление движению, увеличивает расход топлива и износ шин.

1. Устойчивость против заноса

Смешению авто под действием центробежной силы и поперечного уклона покрытия препятствует сцеплении шин с покрытием.

К ведущему колесу приложена поперечная сила У и тяговое (тормозное) усилие Р, кот. Создают в плоскости контакта шин с покрытием суммарное сдвигающее усилие Q, направленное под углом к траектории движения. Чтобы соблюдать устойчивость авто должно выполняться условие G_кφ_пр≥Q=√У²+P². G_к – нагрузка от ведущего или заторможенного колеса на покрытие; φ_пр- коэф. продольного сцепления шины с покрытием. Составляющие коэф-та продольно сцепления φ_пр в продольном φ_I и поперечном φ_II направлениях связаны зависимостью φ_II=√φ²_пр –φ²_I . Для устойчивости автомобиля на кривой против заноса необходимо соблюдение условия φ_IIG_к>У. Отсюда вытекает требование, чтобы φ_II>У/G=µ, т.е. коэф. поперечной силы µ не должен превышать остающуюся часть общего коэф-та сцепления φ_II, сопротивляющегося смещению шины вбок. Считается, что используемая часть коэф-та в продольном направлении φ_I должна составлять не менее 0,7-0,8 от его полного значения φ_пр. В этом случае соответственно коэф-т φ_II равен 0,7φ_пр или 0,6φ_пр. для устойчивости авто при движении по кривой без торможения необходимо, чтобы коэф. поперечной силы был меньше коэф-та сцепления µ<φ_пр.